WO2023110022A1 - Endodontisches behandlungssystem - Google Patents

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WO2023110022A1
WO2023110022A1 PCT/DE2022/100945 DE2022100945W WO2023110022A1 WO 2023110022 A1 WO2023110022 A1 WO 2023110022A1 DE 2022100945 W DE2022100945 W DE 2022100945W WO 2023110022 A1 WO2023110022 A1 WO 2023110022A1
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file
treatment system
endodontic treatment
housing
wire
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PCT/DE2022/100945
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Harald Buchalla
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Brand Kg
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    • A61C19/041—Measuring instruments specially adapted for dentistry for measuring the length of the root canal of a tooth

Definitions

  • the invention relates to an endodontic treatment system with a root canal file and with a handpiece.
  • FIG. 1 shows such a root canal file 1 known from the prior art.
  • This file 1 includes a working area 2 and a connecting shaft 3.
  • the working area 2 consists of steel or, more recently, of a nickel-titanium alloy (Ni-Ti). It has a structure similar to a drill or milling cutter and is usually produced by grinding or eroding.
  • the working area 2 is inserted into the root canal.
  • the connecting shaft 3 is connected to a motorized drive 6 via an angle gear ("angle piece”) 5 .
  • the unit consisting of angle piece 5 and motorized drive 6 is often referred to as "handpiece" 8.
  • a handpiece of this type known from the prior art is shown in FIG.
  • Files or file wires and their working areas made of Ni-Ti are characterized by extreme flexibility combined with good torsional strength and above-average resistance to cyclic fatigue.
  • the connecting shank 3 on the files is provided today because, for a purely frictional coupling or locking of the working area without a connecting shank in the head 4 of the contra-angle handpiece, a clamping device located there (e.g. a collet) is required due to the small diameter of the working area or its unprofiled wire end (in the area 0.8mm to 1.5mm) would have to apply very high clamping forces.
  • a clamping device located there e.g. a collet
  • this requirement is extremely contradictory to the requirement for the smallest possible head of the contra-angle handpiece.
  • the anatomy of the tooth to be treated is usually examined using x-rays and the approximate length of the working area of the file that is required is determined. This is followed by probing with a special file (glide path file) and a measuring device to determine the precise distance that the file is allowed to penetrate the root canal without penetrating the end of the canal (apex) and into the surrounding tissue (apex measurement). . If this happens, there can be serious after-effects of the treatment.
  • a special file glide path file
  • the file powered by the motor drive and coupled via the bevel gear, performs continuous or oscillating rotational movements.
  • the current penetration depth of the working area in the root canal is not known to the system consisting of motorized drive and motor control and therefore cannot influence the movement of the file in the root canal.
  • Axial translatory movements of the file are usually initiated by the dentist by moving the entire handpiece.
  • the head of the angle piece which is large compared to the diameter of the file wire, covers the view of parts of the tooth to be treated. Since the contra-angle is in the patient's mouth during treatment, it has to be laboriously cleaned and sterilized after the treatment. This also severely limits the selection of construction materials that can be used and the use of any electronics/sensors in the contra-angle.
  • the connecting shaft of the root canal file is inserted manually into the head of the angle piece using superimposed rotary movements. Therefore, the locking device present there must be open for this purpose. This can be done permanently, for example via a folding mechanism, or temporarily, for example via a spring-loaded push button. After closing the locking device, the connecting shank of the file is secured there by means of a lock against falling out and is also positively coupled for the transmission of torque. As discussed above, securely connecting the file and contra-angle manually can be difficult and painful, especially with frequent use.
  • the dentist marks the maximum penetration depth into the root canal, usually using a stop disk 7 or plastic disk (stopper) located on the working area of the file and a reference point on the tooth to be treated. Apart from a visual check, he has no way of checking the current depth or being warned of going too deep.
  • the object of the invention is to specify a compact endodontic treatment system with an axially adjustable working area.
  • the invention has the features of patent claim 1 in order to achieve the object.
  • the basic idea of the invention is based on the fact that the mechanical properties of Ni-Ti alloys can be adjusted over a wide range and changed locally in a body by alloy composition, mechanical processing and heat treatment. It is thus possible, for example, to design parts of a file wire (of a file) to be spring-like and with a comparatively high restoring force, and others to be elastic and/or plastic and preferably to be reversibly deformable and "soft" or flexible. Another property is the extremely high cyclic fatigue strength of file wires made from these alloys.
  • the classic working range with the working length L and the working range limits A, B of the root canal file 1 is significantly extended, as can be seen in FIGS 1 does not have a connecting shank 3.
  • the tip 10 of this root canal file according to the invention or the file wire is designed (profiled) as a working area 2 as with the files currently available on the market according to the respective therapeutic requirements (e.g. by grinding) and by heat treatment etc. according to the respective requirements conditioned.
  • the middle section 32 that follows the working area and is usually unprofiled is then, however—ideally only by heat treatment—designed in such a way that it can be deformed particularly well and with little effort and preferably reversibly and has the highest possible cyclic fatigue strength.
  • the aim is for this area to continue to be twisted and axially displaced as easily as possible, even in a radially bent shape, to lose as little of its torsional strength as possible and to have a high cyclic fatigue strength, compare Figures 3 and 4.
  • the endodontic root canal file 1 according to the invention designed in this way is introduced into a guide tube 11 so that it can move freely axially and rotationally or in the circumferential direction.
  • the tolerances of the inner diameter of the guide tube and the outer diameter of the file wire 9 of the root canal file according to the invention are to be selected in such a way that optimal radial and axial mobility are ensured with good radial guidance at the same time.
  • a radial gap is preferably formed between the guide tube and the file wire. If necessary, the exit end 12 of the guide tube can be made narrower than, for example, the curved area 13 of the guide tube in order to improve the guiding behavior.
  • This curved part of the guide tube is bent in such a way that the working area of the file emerges from the exit area of the guide tube with respect to the straight connecting area 14 of the guide tube at an angle a, preferably in the range from 80° to 130° and more preferably at 110° ⁇ 5°.
  • the bending of the guide tube can also be distributed over a number of sections along a tube length of the guide tube.
  • the file wire of the root canal file according to the invention is then designed in such a way that it is ensured in every operating state that there are also particularly easily deformable zones of the file wire in the curved sections of the guide tube, so that axial displaceability and easy torsion of the file wire in the guide tube is ensured.
  • the easily deformable zone can also extend to the entire file wire segment after the working area 2, ie in particular also to the connection section 37 of the file wire adjoining the middle section 32.
  • the easily deformable zones of the file wire can also be formed by a structural material weakening. It is conceivable, for example, to reduce the wire diameter or cross-section of the file wire at these points (cross-section reduction 16) and thus further improve the bendability of the file wire.
  • cross-section reduction 16 A corresponding cross-sectional reduction in the middle section of the file wire in the form of a notch is shown in Figure 7.
  • FIG. 10 shows such an embodiment of the file wire with rounded edges of the radial webs.
  • FIGS. 11 to 15 show various exemplary embodiments of this. Naturally, these measures are also conceivable for the entire area of the file wire after the working area, ie in addition to the middle section 32 also for the connection section 37 of the file wire, as indicated in the exemplary embodiment according to FIG.
  • this lubricant can also act as a barrier against biocidal liquids from the treated tooth rising in the gap due to capillary action.
  • the indentations of a structurally weakened area, in particular according to FIGS. 8 to 10, are preferably also suitable for this solution.
  • FIG. 16 shows a basic sketch of such an arrangement.
  • the handpiece 8 according to the invention consists of a housing 19 with an interior structure to be described in more detail below, a user interface 20 and--if it is not wirelessly connected to an external control unit--a supply line 15. Any external control unit that may be present is not shown.
  • the control unit consists of a power supply or a charging unit for the wireless endodontic treatment system described here.
  • the root canal file according to the invention can also have an internal control unit integrated in the housing of the handpiece.
  • the guide tube 11 is firmly coupled to an orifice 21 of the housing.
  • This can - as in Figure 16 shown in principle - done by clamping by means of a clamping screw 35.
  • a connection that is easier and more ergonomic to use, such as a bayonet connection or a (preferably even automatically operated) collet.
  • the collet or other type of device suitable therefor could be actuated/locked/unlocked by means of a shape memory alloy actuator.
  • the guide tube must be connected to the housing in an axially and circumferentially or radially rigid manner.
  • the file wire 9 is then likewise radially and axially rigidly coupled to the radially and axially movable coupling 22 .
  • this coupling 23 can likewise take place by clamping using a clamping screw 34, as shown in principle in FIG.
  • a connection that is simpler and more ergonomic to use will preferably be selected here. Due to the space available here, a frictional connection such as an (automatically actuated) collet is also conceivable.
  • the collet or other type of device suitable therefor could be actuated/locked/unlocked by means of a shape memory alloy actuator.
  • the radially and axially moveable clutch 22 can be moved axially either selectively or in combination via the mechanical manual adjustment 24 and/or by actuator via the servomotor 25 .
  • Manual operation is also conceivable via a corresponding command via the user interface to the servomotor.
  • the mechanical manual adjustment can then be omitted.
  • the clutch can have, for example, external teeth 36 which are engaged by a gear wheel which can be rotated via the manual adjustment 24 or the servomotor 25 .
  • the gear assigned to the manual adjustment is preferably accessible from a housing opening 38 of the housing of the handpiece for manual adjustment.
  • Corresponding commands can also come from an external control unit.
  • the currently selected length is displayed on the user interface of the handpiece and/or, if applicable, on the external control unit. The is possible since the current working length L of the working area with the working area limits A, B of the root canal file 1 is known at all times.
  • a stop 30 which is flush with the outlet end 12 is provided on the guide tube 11 .
  • the stop 30 is preferably designed as a stop disk which is formed eccentrically with respect to a wire axis of the file wire 9 and is held radially movable.
  • the torque and/or the forces acting in particular axially can be determined in the area of the stop 12 or at the outlet end 12 of the guide tube 11. In this way, the forces or moments acting on the working area 12 of the file wire 9 can be determined and file breakage can be prevented.
  • the rotary movement of the file wire is induced by the drive motor 26 via the clutch 22 .
  • the drive motor is connected via its drive shaft 28 in the coupling—as shown in principle in FIG. 16 by a bolt 33 preferably arranged radially perpendicular to the drive shaft—preferably radially rigid but axially movable (coupling 27).
  • a bolt 33 preferably arranged radially perpendicular to the drive shaft—preferably radially rigid but axially movable (coupling 27).
  • the handpiece there is also a path measuring system 29, which is able to measure the axial movement of the coupling and thus - when the root canal file is coupled as described above - the axial position of the file wire and the exiting working length L of the working area with the working area limits AB from the exit end of the guide tube 11 in relation to the handpiece 8.
  • the root canal file 1 is clamped in the coupling (coupling 23) in a defined manner - for example up to a coupling stop (position C)
  • the working length L of the working area with the working area limits A, B of the root canal file 1 can then be calculated in a defined manner via the measured axial position D of the coupling and the known geometries inside the handpiece.
  • the electrotechnical or electronic components for example a chargeable electrical energy store, a pressure and/or torque sensor, the position measuring system, the servomotor, the drive motor, a conveying device for a fluid, a light source and the user interface are preferably connected to the one in the housing 19 integrated internal control unit of the handpiece 8 or via the supply line with an external control unit (electronic unit 31) operatively connected. While retaining the inventive idea, it is also conceivable that, for example, the control unit and the user interface are made in one piece.
  • the invention is not limited to the illustrated embodiments of the root canal file 1 and/or the handpiece 8.
  • the components can be freely selected within wide limits with regard to their shape, their material, their proportions and their arrangement in relation to one another.

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Abstract

Die Erfindung betriff ein endodontisches Behandlungssystem umfassend ein Handstück (8) und umfassend eine lösbar an das Handstück (8) ankoppelbare Wurzelkanalfeile (1), wobei die Wurzelkanalfeile (1) einen metallischen Feilendraht (9) mit einer Spitze (10), mit einem sich an die Spitze (10) anschließenden Mittelabschnitt (32) und mit einem sich an den Mittelabschnitt (32) anschließenden Änschlussabschnitt (37) aufweist, wobei das Handstück (8) ein Gehäuse (19), einen in dem Gehäuse (19) angeordneten Äntriebsmotor (26) und eine drehsteif mit einer Antriebswelle (28) des Antriebsmotors (26) verbundene und rotierbar in dem Gehäuse (19) gelagerte Kupplung (22) zum Übertragen einer Rotationsbewegung des Antriebsmotors (26) auf den Feilendraht (9) aufweist.

Description

Endodontisches Behandlungssystem
Die Erfindung betrifft ein endodontisches Behandlungssystem mit einer Wurzelkanalfeile und mit einem Handstück.
In der zahnärztlichen Praxis werden für die Aufbereitung von entzündeten Zahnwurzeln sogenannte Wurzelkanalfeilen 1, nachfolgend auch kurz Feilen genannt, genutzt. Die Figur 1 gibt eine solche aus dem Stand der Technik bekannte Wurzelkanalfeile 1 an. Diese Feile 1 umfasst einen Arbeitsbereich 2 und einen Verbindungsschaft 3. Der Arbeitsbereich 2 besteht aus Stahl oder in neuerer Zeit aus einer Nickel-Titan- Legierung (Ni-Ti). Er weist eine bohrer- beziehungsweise fräserähnliche Struktur auf und wird in der Regel durch Schleifen oder Erodieren hergestellt. Der Arbeitsbereich 2 wird in den Wurzelkanal eingeführt. Der Verbindungsschaft 3 ist über ein Winkelgetriebe ("Winkelstück") 5 mit einem motorischen Antrieb 6 verbunden. Die Einheit aus Winkelstück 5 und motorischem Antrieb 6 bezeichnet man oft als "Handstück" 8. Ein aus dem Stand der Technik bekanntes Handstück dieser Art ist in der Figur 2 angegeben. Feilen beziehungsweise Feilendrähte und deren Arbeitsbereiche aus Ni-Ti zeichnen sich durch extreme Flexibilität bei gleichzeitig guter Torsionsfestigkeit und überdurchschnittlich guter Widerstandsfähigkeit gegen zyklische Ermüdung aus.
Der Verbindungsschaft 3 an den Feilen ist heute vorgesehen, da für eine rein reibschlüssige Kopplung beziehungsweise Arretierung des Arbeitsbereichs ohne Verbindungsschaft im Kopf 4 des Winkelstücks eine dort ansässige Spannvorrichtung (zum Beispiel eine Spannzange) aufgrund des kleinen Durchmessers des Arbeitsbereichs beziehungsweise dessen unprofilierten Drahtendes (im Bereich 0,8mm bis 1,5mm) sehr hohe Spannkräfte aufbringen müsste. Diese Forderung widerspricht aber extrem der Anforderung nach einem möglichst kleinen Kopf des Winkelstücks.
Aufgrund der nötigen Kopplung über einen Formschluss ist das manuelle Einführen der Feilen aufwändig (Applizieren einer überlagerten Drehbewegung beim Einführen) und durch Fehlversuche geprägt. Weiterhin müssen die geometrischen Abmessungen der Schäfte exakt toleriert und entsprechend genau gefertigt werden.
Des Weiteren sind in der Regel die notwendigen Kräfte zum Öffnen der Spannvorrichtungen in den Köpfen der Winkelstücke vergleichsweise hoch. In Verbindung mit den sehr kleinen Flächen der Betätigungseinrichtungen kann das bei häufiger Betätigung sehr unangenehm bis schmerzhaft für die entsprechenden Finger (-kuppen) sein.
Vor Beginn der Behandlung wird in der Regel anhand von Röntgenaufnahmen die Anatomie des zu behandelnden Zahns examiniert und die ungefähr benötigte Länge des Arbeitsbereichs der Feile ermittelt. Danach erfolgt eine Sondierung mit einer speziellen Feile (Gleitpfadfeile) und einer Messeinrichtung, um die präzise Distanz zu ermitteln, die die Feile in den Wurzelkanal eindringen darf, ohne über das Ende des Kanals (Apex) in das umliegende Gewebe vorzustoßen (Apex-Vermessung). Geschieht das, kann es zu schwerwiegenden Nachwirkungen der Behandlung kommen.
Des Weiteren steht in verschiedenen Bereichen des Mundraums und auch in Abhängigkeit von Gegebenheiten bei der behandelten Person (zum Beispiel der Öffnungsfähigkeit des Kiefers) nicht beliebig viel Raum für die Nutzung beliebig langer Feilen zur Verfügung.
Die aktuell nicht mögliche Spannung der Feile beziehungsweise des Feilendrahts ohne einen definierten Verbindungsschaft (beispielsweise über einen Reibschluss) verhindert das in der Spann-Tiefe verstellbare Spannen einer Feile und so eine Längenverstellung des Feilensegmentes, welches aus dem Kopf heraustritt (Arbeitsbereich und eventuell ein Stück verlängernder, unprofilierter "Feilendraht").
Während der Behandlung führt die Feile, angetrieben durch den motorischen Antrieb und gekoppelt über das Winkelgetriebe kontinuierliche oder oszillierende rotatorische Bewegungen aus.
Die aktuelle Eindringtiefe des Arbeitsbereichs in den Wurzelkanal ist dabei dem System aus motorischem Antrieb und Motorsteuerung nicht bekannt und kann daher auch keinen Einfluss auf die Bewegung der Feile im Wurzelkanal nehmen. Axiale translatorische Bewegungen der Feile werden in der Regel über die Bewegung des gesamten Handstücks durch den Zahnarzt initiiert. Bei der gesamten Behandlung überdeckt je nach Stellung des Winkelstücks der im Vergleich zum Durchmesser des Feilendrahts große Kopf des Winkelstücks die Sicht auf Teile des zu behandelnden Zahns. Da das Winkelstück sich während der Behandlung im Mundraum des Patienten befindet, muss es nach der Behandlung aufwändig gereinigt und sterilisiert werden. Das schränkt auch die Auswahl der verwendbaren Konstruktionsmaterialien sowie die Nutzung eventueller Elektronik/ Sensorik im Winkelstück stark ein.
Um die Feile über den Verbindungsschaft mit dem Winkelstück zu koppeln, wird der Verbindungsschaft der Wurzelkanalfeile mittels überlagerter Drehbewegungen manuell in den Kopf des Winkelstücks eingeführt. Hierzu muss mithin die dort vorhandene Verriegelungsvorrichtung geöffnet sein. Das kann permanent zum Beispiel über einen Klappmechanismus oder temporär, zum Beispiel über einen federbelasteten Druckknopf geschehen. Nach Schließen der Verriegelungsvorrichtung wird der Verbindungsschaft der Feile dort mittels einer Verriegelung sowohl gegen Herausfallen gesichert als auch zur Übertragung von Drehmomenten formschlüssig gekoppelt. Wie oben beschrieben kann das sichere Verbinden von Feile und Winkelstück manuell schwierig und insbesondere bei häufiger Betätigung schmerzhaft sein. Da die Arbeitslänge L des Arbeitsbereichs in den Arbeitsbereichsgrenzen A und B (L = Strecke A-B, vergleiche Figur 1) der am Markt befindlichen Wurzelkanalfeilen fest vorgegeben ist, muss diese entsprechend der vorgefundenen Physiognomie des Wurzelkanals und der Zugänglichkeit zum Ort der Behandlung aus einer Vielzahl vorhandener Längen fest ausgewählt werden. Die maximale Eindringtiefe in den Wurzelkanal markiert der Zahnarzt nach der Apex-Vermessung in der Regel mittels einer auf dem Arbeitsbereich der Feile befindlichen Anschlagscheibe 7 beziehungsweise Kunststoffscheibe (Stopper) und einem Bezugspunkt auf dem zu behandelnden Zahn. Außer einer visuellen Kontrolle hat er keine Möglichkeit die aktuelle Tiefe zu kontrollieren oder vor einem zu tiefen Eindringen gewarnt zu werden.
Es gab einige, bislang nicht erfolgreiche Versuche, der rotatorischen Feilenbewegung eine (kleine) translatorische axiale Bewegung zu überlagern. Dieses wurde über eine mechanisch induzierte "Schlagbewegung" im Kopf versucht. Eine echte, im Hub steuerbare translatorische Bewegung, idealerweise in Korrelation mit der aktuell vorherrschenden Drehbewegung, ist nicht bekannt.
Aufgrund der mechanischen Anforderungen "Winkelgetriebe" und "Spannvorrichtung" ist eine Verkleinerung des Kopfes des Winkelstücks nur begrenzt möglich. Die technischen Grenzen scheinen hier erreicht. Beim Winkelstück handelt es sich um ein hochwertiges Wirtschaftsgut. Eine "Single-Use" Lösung, die die aufwändige Aufarbeitung unnötig machen würde, ist nicht wirtschaftlich umsetzbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein kompakt bauendes endodontisches Behandlungssystem mit einem axial verstellbaren Arbeitsbereich anzugeben.
Zur Lösung der Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf.
Die Grundidee der Erfindung beruht auf der Tatsache, dass die mechanischen Eigenschaften von Ni-Ti-Legierungen sich durch Legierungszusammensetzung, mechanischem Prozessing und Wärmebehandlung insgesamt in einem weiten Bereich einstellbar und lokal in einem Körper verändern lassen. So ist es zum Beispiel möglich, Teile eines Feilendrahts (einer Feile) federähnlich und mit vergleichsweise hoher Rückstellkraft auszubilden und andere elastisch und/oder plastisch und vorzugsweise reversibel verformbar und "weich" beziehungsweise biegeelastisch zu gestalten. Eine weitere Eigenschaft ist die extrem hohe zyklische Ermüdungsfestigkeit von Feilendrähten aus diesen Legierungen.
Um nun auf einen "Kopf" und letztendlich auf ein "Winkelstück" vollständig verzichten zu können, ist, wie in Figuren 5 und 16 ersichtlich, der klassische Arbeitsbereich mit der Arbeitslänge L und den Arbeitsbereichsgrenzen A, B der Wurzelkanalfeile 1 deutlich verlängert und die Wurzelkanalfeile 1 besitzt keinen Verbindungsschaft 3. Die Spitze 10 dieser erfindungsgemäßen Wurzelkanalfeile beziehungsweise des Feilendrahts wird wie bei den aktuell im Markt verfügbaren Feilen nach den jeweiligen therapeutischen Anforderungen (zum Beispiel durch Schleifen) als Arbeitsbereich 2 ausgebildet (profiliert) und durch Wärmebehandlung etc. entsprechend den jeweiligen Anforderungen konditioniert. Der auf den Arbeitsbereich folgende, in der Regel unprofilierte, Mittelabschnitt 32 wird dann allerdings - idealerweise nur durch eine Wärmebehandlung - so ausgestaltet, dass er insbesondere gut und mit wenig Kraftaufwand und vorzugsweise reversibel verformbar wird sowie eine möglichst hohe zyklische Ermüdungsfestigkeit erhält. Ziel ist es, dass sich dieser Bereich auch in radial abgebogener Form weiterhin möglichst leicht tordieren und axial verschieben lässt, möglichst wenig von seiner Torsionsfestigkeit verliert und eine hohe zyklische Ermüdungsfestigkeit aufweist, vergleiche Figuren 3 und 4.
Gemäß Figur 5 wird die derartig gestaltete erfindungsgemäße endodontische Wurzelkanalfeile 1 axial und rotatorisch beziehungsweise in Umfangsrichtung frei beweglich in ein Führungsrohr 11 eingeführt. Die Toleranzen von Innendurchmesser des Führungsrohrs und Außendurchmesser des Feilendrahts 9 der erfindungsgemäßen Wurzelkanalfeile sind dabei so zu wählen, dass eine optimale radiale und axiale Beweglichkeit bei gleichzeitig guter radialer Führung gewährleistet sind. Vorzugsweise ist dabei zwischen Führungsrohr und Feilendraht ein radialer Spalt gebildet. Gegebenenfalls kann das Austrittsende 12 des Führungsrohrs zur Verbesserung des Führungsverhaltens enger gestaltet werden als zum Beispiel der gekrümmte Krümmungsbereich 13 des Führungsrohrs.
Dieser gekrümmte Teil des Führungsrohrs wird so gebogen, dass der Arbeitsbereich der Feile aus dem Austrittsbereich des Führungsrohrs gegenüber dem geraden Anschlussbereich 14 des Führungsrohrs mit einem Winkel a vorzugsweise im Bereich von 80° bis 130° und besonders bevorzugt mit 110° ± 5° austritt. Die Biegung des Führungsrohrs kann dabei auch auf mehrere Abschnitte entlang einer Rohrlänge des Führungsrohrs verteilt werden. Der Feilendraht der erfindungsgemäßen Wurzelkanalfeile ist dann so gestaltet, dass in jedem Betriebszustand sichergestellt ist, dass sich in den gekrümmten Abschnitten des Führungsrohrs auch besonders gut verformbare Zonen des Feilendrahts befinden, sodass eine axiale Verschiebbarkeit und leichtgängige Tordierbarkeit des Feilendrahts in dem Führungsrohr gewährleistet ist.
Entsprechend Figur 6 kann sich die gut verformbare Zone auch auf das gesamte Feilendrahtsegment nach dem Arbeitsbereich 2, also insbesondere auch auf den sich an den Mittelabschnitt 32 anschließenden Anschlussabschnitt 37 des Feilendrahts, erstrecken.
In einer weiteren Ausprägung der erfindungsgemäßen Wurzelkanalfeile können die gut verformbaren Zonen des Feilendrahts auch durch eine strukturelle materielle Schwächung ausgebildet werden. Denkbar ist zum Beispiel, an diesen Stellen den Drahtdurchmesser beziehungsweise Querschnitt des Feilendrahts zu verringern (Querschnittsreduzierung 16) und so die Biegbarkeit des Feilendrahts weiter zu verbessern. Eine entsprechende Querschnittsreduzierung im Mittelabschnitt des Feilendrahts in Form einer Ausklinkung zeigt Figur 7.
Eine ähnliche Wirkung kann erzielt werden, wenn diese Rücknahme des Drahtdurchmessers nur in kurzen Abständen, zum Beispiel durch rotatorisch angelegte Einstiche beziehungsweise Nuten gemäß den Figuren 8 und 9 oder gemäß den Figuren 13 und 14 in den Außendurchmesser erfolgt. Dadurch bliebe dort auch die Führung des Feilendrahts im Führungsrohr erhalten. Die Geometrie der Querschnittsreduzierungen ist in weiten Grenzen frei wählbar und kann beispielsweise auch radial-spiralförmig verlaufen. Des Weiteren kann es vorteilhaft sein, die verbleibenden radialen Stege an ihren Kanten stark abzurunden, um einerseits die Reibung des Feilendrahts im Führungsrohr zu reduzieren und andererseits die axiale Verschiebbarkeit des Feilendrahtes im Führungsrohr weiter zu verbessern. Figur 10 zeigt eine solche Ausführungsform des Feilendrahts mit abgerundeten Kanten der radialen Stege. Zur Gewährleistung der Führung und gegebenenfalls auch zur Verbesserung des Gleitverhaltens ist es ebenfalls denkbar, die strukturell geschwächten Drahtbereiche mit einem gut verformbaren Füllwerkstoff 17, zum Beispiel einem (gut gleitfähigen) Kunststoff auf den ehemaligen Außendurchmesser des Feilendrahts, zum Beispiel durch Umspritzen (Spritzguss), wieder aufzufüllen. Verschiedene Ausführungsbeispiele hierzu geben die Figuren 11 bis 15 an. Diese Maßnahmen sind naturgemäß auch für den gesamten Bereich des Feilendrahts nach dem Arbeitsbereich, also zusätzlich zu dem Mittelabschnitt 32 auch für den Anschlussabschnitt 37 des Feilendrahts, denkbar, wie in dem Ausführungsbeispiel nach Figur 15 angegeben.
Des Weiteren ist es denkbar, den Spalt zwischen Feilendraht und Führungsrohr mit einem physiologisch unbedenklichen Gleitmittel aufzufüllen. Dieses Gleitmittel kann bei entsprechender Auswahl (zum Beispiel über die Viskosität) auch als Barriere gegen im Spalt durch Kapillarwirkung aufsteigende, unter Umständen biozide Flüssigkeiten aus dem behandelten Zahn wirken. Für diese Lösung bieten sich vorzugsweise auch die Einkerbungen eines, insbesondere gemäß den Figuren 8 bis 10, strukturell geschwächten Bereiches an.
Die so gestalteten erfindungsgemäßen Feilendrähte in Kombination mit den oben beschriebenen Führungsrohren lassen sich dann mit einem ebenfalls erfindungsgemäßen Handstück 8 kombinierten.
Figur 16 zeigt eine Prinzipskizze einer solchen Anordnung. Das erfindungsgemäße Handstück 8 besteht aus einem Gehäuse 19 mit einem noch näher zu beschreibenden Innenaufbau, einem User- Interface 20 und - sofern es nicht drahtlos mit einer externen Steuereinheit verbunden ist - einer Zuleitung 15. Die eventuell vorhandene externe Steuereinheit ist nicht dargestellt. Im einfachsten Fall besteht die Steuereinheit aus einer Stromversorgung oder einer Ladeeinheit für das hier beschriebene drahtlos arbeitende endodontische Behandlungssystem.
Ebenso kann die erfindungsgemäße Wurzelkanalfeile eine in dem Gehäuse des Handstücks integrierte interne Steuereinheit aufweisen.
Zur Ausübung der beabsichtigten Funktion wird das Führungsrohr 11 fest an eine Mündungsöffnung 21 des Gehäuses angekoppelt. Das kann - wie in der Figur 16 prinzipiell dargestellt - durch eine Klemmung mittels einer Klemmschraube 35 erfolgen. In der Praxis wird man hier eine einfacher und ergonomischer zu bedienende Verbindung wie beispielsweise eine Bajonettverbindung oder eine (vorzugsweise sogar automatisch betätigte) Spannzange wählen. Die Spannzange oder eine anders geartete, dafür geeignete Vorrichtung könnte zum Beispiel mittels eines Aktuators aus einer Formgedächtnislegierung betätigt/ verriegelt/ entriegelt werden. Funktional muss hier eine axial und in Umfangsrichtung beziehungsweise radial steife Verbindung des Führungsrohrs mit dem Gehäuse erfolgen.
Der Feilendraht 9 wird dann ebenfalls radial und axial steif mit der radial und axial beweglichen Kupplung 22 gekoppelt. Diese Kopplung 23 kann wie oben beschrieben ebenfalls - wie in Figur 16 prinzipiell dargestellt - durch eine Klemmung mittels einer Klemmschraube 34 erfolgen. Da sich diese Kopplung aber im Inneren des Gehäuses des erfindungsgemäßen Handstücks befindet, wird man hier vorzugsweise eine einfacher und ergonomischer zu bedienende Verbindung wählen. Durch den hier zur Verfügung stehenden Bauraum ist auch eine reibschlüssige Verbindung wie zum Beispiel eine (automatisch betätigte) Spannzange denkbar. Die Spannzange oder eine anders geartete dafür geeignete Vorrichtung könnte zum Beispiel mittels eines Aktuators aus einer Formgedächtnislegierung betätigt/ verriegelt/ entriegelt werden.
Die radial und axial bewegliche Kupplung 22 kann wahlweise oder kombiniert über die mechanische Handverstellung 24 und/oder aktorisch über den Stellmotor 25 axial verschoben werden. Eine Handbetätigung ist ebenfalls über einen entsprechenden Befehl über das User- Interface an den Stellmotor denkbar. Die mechanische Handverstellung kann dann entfallen. Die Kupplung kann hierzu beispielsweise eine Außenverzahnung 36 aufweisen, in die ein über die Handverstellung 24 beziehungsweise den Stellmotor 25 rotierbares Zahnrad eingreift. Das der Handverstellung zugeordnete Zahnrad ist dabei vorzugsweise von einer Gehäuseöffnung 38 des Gehäuses des Handstücks aus für eine manuelle Handverstellung zugänglich.
Entsprechende Befehle können auch von einer externen Steuereinheit kommen. In allen Fällen ist es denkbar, dass die aktuelle gewählte Länge am User-Interface des Handstücks und/oder gegebenenfalls der externen Steuereinheit dargestellt wird. Das ist möglich, da dabei die aktuelle Arbeitslänge L des Arbeitsbereichs mit den Arbeitsbereichsgrenzen A, B der Wurzelkanalfeile 1 zu jeder Zeit bekannt ist.
Mittels dieser Anordnung ist es nun möglich, sowohl die aktive Arbeitslänge L des Arbeitsbereichs mit den Arbeitsbereichsgrenzen A, B in weitem Maß zu verstellen (und damit den Anforderungen der Behandlung anzupassen) als auch der rotatorischen Bewegung des Feilendrahts eine nahezu beliebige axiale Bewegung zu überlagern. In einer besonders vorteilhaften Ausprägung sind dabei rotatorische und axiale Bewegung so miteinander kombiniert, dass sich ein erfindungsgemäßer, in Effizienz und Effektivität bislang nicht erreichbarer Behandlungsablauf ergibt. So ist es als ein Beispiel denkbar, der "abtragenden" Drehbewegung des Feilendrahts eine (kleine) Vorwärtsbewegung in Richtung Apex zu überlagern und so einen fein kontrollierbaren Vorschub zu ermöglichen. Bei einer "lösenden" Gegenbewegung der Wurzelkanalfeile könnte dann analog ein entgegengesetzter (größerer) Hub überlagert werden, um einen optimalen Abtransport der abgetragenen Substanz zu gewährleisten.
An dem Führungsrohr 11 ist ein bündig mit dem Austrittsende 12 abschließender Anschlag 30 vorgesehen. Der Anschlag 30 ist vorzugsweise als eine exzentrisch in Bezug auf eine Drahtachse des Feilendrahts 9 geformte und radial beweglich gehaltene Anschlagscheibe ausgeführt. Im Bereich des Anschlags 12 beziehungsweise an dem Austrittsende 12 des Führungsrohrs 11 kann darüber hinaus eine Bestimmung des Drehmoments und/oder der insbesondere axial wirkenden Kräfte erfolgte. Auf diese Weise können die auf den Arbeitsbereich 12 des Feilendrahts 9 wirkenden Kräfte beziehungsweise Momente bestimmt werden und es kann einem Feilenbruch vorgebeugt werden.
Die rotatorische Bewegung des Feilendrahts wird durch den Antriebsmotor 26 über die Kupplung 22 induziert. Der Antriebsmotor ist dabei über seine Antriebswelle 28 in der Kupplung - wie in Figur 16 prinzipiell gezeigt über einen vorzugsweise senkrecht zu der Antriebswelle radial angeordneten Bolzen 33 - vorzugsweise radial steif, aber axial beweglich angebunden (Kopplung 27). Dadurch kann der rotatorischen Bewegung des Feilendrahts eine axiale Bewegung überlagert werden, ohne dass der Antriebsmotor selbst entlang seiner Achse 18 mitbewegt werden muss. Die Figur 16 zeigt (nur) eine prinzipielle Ausprägung einer solchen Kopplungsart. Im Handstück befindet sich weiterhin ein Wegmesssystem 29, welches in der Lage ist, die axiale Bewegung der Kupplung und somit - bei Kopplung der Wurzelkanalfeile wie oben beschrieben - die axiale Position des Feilendrahts und die ausgetretene Arbeitslänge L des Arbeitsbereichs mit den Arbeitsbereichsgrenzen A B aus dem Austrittsende des Führungsrohrs 11 in Bezug auf das Handstück 8 zu messen. Ist die Wurzelkanalfeile 1 definiert - zum Beispiel bis zu einem Kupplungsanschlag (Position C) - in der Kupplung (Kopplung 23) eingespannt, dann ist die Strecke A-C - Feilenspitze (Position A) bis Kupplungsanschlag (Position C) an dem Führungsrohr 11 in der Kupplung - über die physische Länge des Feilendrahts 9 insgesamt bekannt. Gleiches gilt für die Länge und Position des Führungsrohres 11 (Strecke B-E). Über die gemessene axiale Position D der Kupplung und die bekannten Geometrien im Inneren des Handstücks kann dann definiert die Arbeitslänge L des Arbeitsbereichs mit den Arbeitsbereichsgrenzen A, B der Wurzelkanalfeile 1 berechnet werden.
Die elektrotechnischen beziehungsweise elektronischen Komponenten, beispielsweise ein aufladbarer elektrischer Energiespeicher, ein Druck- und/oder Drehmomentsensor, das Wegmesssystem, der Stellmotor, der Antriebsmotor, eine Fördereinrichtung für ein Fluid, eine Lichtquelle sowie das User- Interface sind vorzugsweise mit der in dem Gehäuse 19 integrierten internen Steuereinheit des Handstücks 8 oder über die Zuleitung mit einer externen Steuereinheit (Elektronikeinheit 31) wirkverbunden. Unter Beibehaltung der erfinderischen Idee ist ebenso denkbar, dass beispielsweise die Steuereinheit und das User-Interface einteilig ausgeführt sind.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen der Wurzelkanalfeile 1 und/oder des Handstücks 8 beschränkt. Die Komponenten sind in weiten Grenzen hinsichtlich ihrer Form, ihres Werkstoffs, Ihrer Proportionen und Anordnung zueinander frei wählbar.
Bezugszeichenliste
1 Wurzelkanalfeile
2 Arbeitsbereich
3 Verbindungsschaft
4 Kopf
5 Winkelstück
6 Antrieb
7 Anschlagscheibe
8 Handstück
9 Feilendraht
10 Spitze
11 Führungsrohr
12 Austrittsende
13 Krümmungsbereich
14 Anschlussbereich
15 Zuleitung
16 Querschnittsreduzierung
17 Füllwerkstoff
18 Achse
19 Gehäuse
20 User-Interface
21 Mündungsöffnung
22 Kupplung
23 Kopplung
24 Handverstellung
25 Stellmotor
26 Antriebsmotor
27 Kopplung
28 Antriebswelle
29 Wegmesssystem
30 Anschlag 31 Elektronikeinheit
32 Mittelabschnitt
33 Bolzen
34 Klemmschraube
35 Klemmschraube
36 Außenverzahnung
37 Anschlussabschnitt
38 Gehäuseöffnung
A Arbeitsbereichsgrenze
B Arbeitsbereichsgrenze
C Kupplungsanschlag
D Messposition
E Ende des Führungsrohrs
L Arbeitslänge a Winkel

Claims

Patentansprüche
1. Endodontisches Behandlungssystem umfassend ein Handstück (8) und umfassend eine lösbar an das Handstück (8) ankoppelbare Wurzelkanalfeile (1), wobei die Wurzelkanalfeile (1) einen metallischen Feilendraht (9) mit einer Spitze
(10), mit einem sich an die Spitze (10) anschließenden Mittelabschnitt (32) und mit einem sich an den Mittelabschnitt (32) anschließenden Anschlussabschnitt (37) aufweist, wobei das Handstück (8) ein Gehäuse (19), einen in dem Gehäuse (19) angeordneten Antriebsmotor (26) und eine drehsteif mit einer Antriebswelle (28) des Antriebsmotors (26) verbundene und rotierbar in dem Gehäuse (19) gelagerte Kupplung (22) zum Übertragen einer Rotationsbewegung des Antriebsmotors (26) auf den Feilendraht (9) aufweist.
2. Endodontisches Behandlungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Feilendraht (9) im Bereich des Mittelabschnitts (32) verformbar, mit hoher Torsionssteifigkeit und hoher Ermüdungsfestigkeit ausgebildet ist.
3. Endodontisches Behandlungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wurzelkanalfeile (1) ein gekrümmtes Führungsrohr
(11) aufweist, in welchem der Feilendraht (9) jedenfalls im Bereich des Mittelabschnitts (32) radial und axial beweglich geführt ist, wobei zum einen das Führungsrohr (11) in einer Mündungsöffnung (21) des Gehäuses (19) und zum anderen der Anschlussabschnitt (37) des Feilendrahts (9) in der Kupplung (22) lösbar sowie radial und axial steif eingespannt sind.
4. Endodontisches Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Feilendraht (9) einstückig hergestellt und aus einem korrosionsbeständigen Metall und vorzugsweise aus einer Formgedächtnis- Legierung und besonders bevorzugt aus einer Nickel-Titan-Legierung hergestellt ist. Endodontisches Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Feilendraht (9) mehrstückig hergestellt ist, wobei der Mittelabschnitt (32) des Feilendrahts (9) aus einem vorzugsweise weicheren Werkstoff hergestellt ist als die Spitze (10) und/oder der Anschlussabschnitt (37) des Feilendrahts (9). Endodontisches Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Feilendraht (9) im Bereich des Mittelabschnitts (32) wenigstens eine und vorzugsweise eine Querschnittsreduzierung (16) aufweist. Endodontisches Behandlungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsreduzierung (16) des Feilendrahts (16) mit einem verformbaren und gleitfähigen Füllwerkstoff (17) aufgefüllt und vorzugsweise mit einem thermoplastischen und/oder elastomeren Kunststoff umspritzt ist. Endodontisches Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen dem Führungsrohr (11) und dem Feilendraht (9) gebildeter Spalt mit einem flüssigen und/oder viskosem Gleitmittel gefüllt ist. Endodontisches Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsrohr (11) in einem der Spitze (10) des Feilendrahts (9) zugewandten Austrittsende (12) einen reduzierten Rohraußendurchmesser aufweist und vorzugsweise ringsum an den Feilendraht (9) angelegt ist. Endodontisches Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Führungsrohr (11) ein bündig mit dem Austrittsende (12) abschließender Anschlag (30) und vorzugsweise eine exzentrisch in Bezug auf eine Drahtachse des Feilendrahts (9) geformte und radial beweglich gehaltene Anschlagscheibe gehalten ist. Endodontisches Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einspannung des Feilendrahts (9) an der Kupplung (22) und/oder des Führungsrohrs (11) an dem Gehäuse (19) des Handstücks (8) eine Klemmschraube (34, 35) und/oder ein Bajonettverschluss und/oder eine federbelastete und/oder aktorisch betätigbare Klemmeinrichtung vorgesehen ist. Endodontisches Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (22) manuell und/oder aktorisch axial verstellbar in dem Gehäuse (19) gelagert ist derart, dass eine Arbeitslänge (L) eines Arbeitsbereichs (A-B) der Wurzelkanalfeile (1), mit dem ein freies Ende (A) der Spitze (10) des Feilendrahts (9) aus dem Führungsrohr (11) herausragt, einstellbar ist. Endodontisches Behandlungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (22) eine Außenverzahnung (36) aufweist und dass in dem Gehäuse (19) ferner ein in die Außenverzahnung (36) eingreifendes und aktorisch von einem in dem Gehäuse (19) angeordneten Stellmotor (25) angetriebenes und/oder ein durch eine Gehäuseöffnung (38) des Gehäuses (19) zugängliches und manuell verstellbares Zahnrad angeordnet ist derart, dass eine axiale Verstellung der Kupplung (22) ausführbar ist, indem das Zahnrad rotiert wird. Endodontisches Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (19) des Handstücks (8) ferner ein vorzugsweise elektrisches Wegmesssystem (29) angeordnet ist, wobei das Wegmesssystem (29) dazu ausgebildet ist, eine axiale Verschiebung der Kupplung (22) zu bestimmen. Endodontisches Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Handstück (8) ferner einen in dem Gehäuse (19) angeordneten aufladbaren elektrischen Energiespeicher aufweist und drahtlos betreibbar ist. Endodontisches Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass dem Anschlag (30) ein Sensor und vorzugsweise ein Drucksensor zugeordnet ist derart, dass ein Kontakt des Anschlags (30) mit einem zu behandelnden Zahn detektierbar ist.
15 Endodontisches Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass über an dem Führungsrohr (11) gehaltene und hierzu parallel verlaufende Spülleitung und/oder über den zwischen dem Führungsrohr (11) und dem Feilendraht (9) gebildeten Spalt ein Fluid über eine daran angeschlossene Fördereinrichtung zuführbar und/oder absaugbar ist. Endodontisches Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsrohr (11) lichtleitend ausgebildet ist und/oder dass an dem Führungsrohr (11) ein hierzu parallel verlaufender Lichtleiter gehalten ist und dass in dem Gehäuse (19) des Handstücks (8) eine mit dem Lichtleiter und/oder dem Führungsrohr (11) Wirkverbundene Lichtquelle angeordnet ist. Endodontisches Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Handstück (8) ferner ein außenseitig an dem Gehäuse (19) gehaltenes und mit einer mit den elektrischen Komponenten (25, 26, 29) des Handstücks (8) Wirkverbundenen internen Steuereinheit und/oder externen Steuereinheit Wirkverbundenes User-Interface (20) aufweist, wobei das User-Interface (20) ein Display und/oder Bedienelemente zur Eingabe von Steuerbefehlen und/oder akustische und/oder optische und/oder haptische Signalgeber aufweist. Endodontisches Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass über das User- Interface (20) ein Messwert des Wegmesssystems (29) ausgebbar ist und/oder die aktorische axiale Verstellung der Kupplung (22) definiert einstellbar ist. Endodontisches Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 20, weiter umfassend ein im Gehäuse (19) des Handstücks (8) und vorzugsweise in der Kupplung (22) und besonders bevorzugt im Führungsrohr (11) im Bereich des Austrittsendes (12) angeordneter Momentenaufnehmer und/oder Kraftaufnehmer, der bestimmt ist, um auf den Feilendraht (9) einwirkende Momente und/oder Kräfte zu ermitteln.
16
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US6575747B1 (en) * 1999-10-22 2003-06-10 Ultradent Products, Inc. Endodontic instruments adapted to provide variable working lengths and related methods for using the instruments
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